新疆阿尔金西段瓦石峡南锂铍稀有金属矿成矿背景与勘查进展

锂、铍等稀有金属矿产是重要的战略矿产资源。近年来,在阿尔金地区发现了多处稀有金属伟晶岩型矿床,已成为我国一处新的稀有金属成矿带,但调查研究水平总体较低。通过对阿尔金造山带的成矿动力背景的讨论,得出阿尔金造山带的稀有金属成矿作用涵盖了多个不同的造山运动构造演化阶段,证明该区域具备良好的稀有金属成矿条件,并具有巨大的找矿潜力。通过对位于阿尔金西段的瓦石峡南锂铍稀有金属矿进行勘查评价,发现其具有大型远景:瓦石峡南锂铍稀有金属矿体主要赋存于绿片岩相-角闪岩相变质岩系中的伟晶岩脉中,矿床类型为花岗伟晶岩型稀有金属矿床;已有勘查成果显示此矿床目前推断的稀有金属资源量达到中型以上矿床规模,并且随着勘查工作的进行,在深部及外围还有极大增储空间。研究成果对在阿尔金造山带内寻找同类型矿床具有借鉴意义。

核聚变装置偏滤器靶板材料选择与研究进展

可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径。目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟需解决的关键问题之一。作为等离子体轰击最严重区域,偏滤器靶板经受着高能粒子流辐照和高热负荷冲击(10 MW·m^(-2)稳态负荷和20 MW·m^(-2)瞬态负荷),同时承担着磁约束聚变装置最主要的排热功能。因此,研发具有优异性能的靶板材料是推动核聚变能发展的关键一步。目前,金属铍、碳基材料以及钨基材料是主要的3种偏滤器靶板候选材料。基于国内外现有研究成果,论述了偏滤器靶板材料的选择与研究进展,对比分析了3种候选材料的优势以及存在的问题,以期为偏滤器靶板材料的选择、研发提供借鉴。

比压对液态模锻铍青铜件组织和性能的影响

目的针对先铸坯再模锻方法工艺流程长、能耗高、成本高的缺点,将液态模锻工艺应用于铍青铜件的成形制造中,以提高零件的成形质量、降低成本和能耗。方法在工业生产条件下,对比研究了主要工艺参数比压对液态模锻铍青铜件试样拉伸性能、冲击性能、硬度及晶粒特征的影响规律。结果当液锻比压从40 MPa提高至80 MPa时,液锻铍青铜的晶粒尺寸可以细化至65μm以下,抗拉强度提高了150 MPa,伸长率由20%提高至40%,硬度和冲击韧性分别提高了35HBW和20 J/cm^(2)。结论液锻比压是影响铍青铜液锻件组织和性能的关键因素,随着液锻比压的增大,液锻铍青铜件晶粒被显著细化,强度、塑性、硬度和冲击韧性均得到显著提高。

湘东北白沙窝稀有金属矿床电性特征与找矿预测研究

花岗伟晶岩型稀有金属矿床是最重要的稀有金属矿床类型之一。连云山东部新发现了白沙窝伟晶岩型矿床,初步评估白沙窝矿床深部稀有金属资源潜力巨大,但该矿床的矿产开采程度很低,围绕深部隐伏花岗伟晶岩脉的研究程度不高。通过研究白沙窝伟晶岩型矿床的深部电性结构特征,探讨稀有金属成矿模型及赋矿载体的空间分布,阐明矿脉就位关系,旨为稀有金属找矿预测提供依据。通过可控源音频大地电磁法(CSAMT)在白沙窝岩体东南方向开展深部隐伏岩(矿)体的探测工作,采用共轭梯度法反演实测3条探测剖面数据,探测深部隐伏岩(矿)体,并结合钻孔信息和元素地球化学异常特征信息进行综合分析,揭示隐伏岩脉的分布及成矿特征。研究结果表明,隐伏伟晶岩脉主要位于冷家溪群中,集中分布在花岗岩体顶部及构造裂隙周围,埋深在50~300 m;伟晶岩脉的成矿地球物理标志为深部高阻体侵入浅部低阻体中的高阻脉状地质体。研究成果为白沙窝矿床后续勘查工作提供了科学依据,揭示了伟晶岩脉的形成机理,并为湘东北及华南地区的稀有金属勘查提供了可靠的物探预测技术和经验。

残余应力、晶粒尺寸对铍纳米压入行为影响的数值分析

通过纳米压痕和电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术获得金属铍在晶粒尺度上的表面微力学行为(性能)信息,基于ABAQUS对纳米压入过程进行有限元模拟.因数值模拟结果与实测信息相符合,故可获得仿真过程的基本力学性能参数.基于得出的参数,针对残余应力、晶粒尺寸对铍纳米压入行为的影响进行数值分析,结果表明,残余应力、晶体尺寸与纳米压入塑性功、最大深度及残余深度之间存在明显的线性关系;以塑性功为对比依据,残余应力与晶粒尺寸的影响系数分别为0.8525×10^(-12)J/MPa,95.373×10^(-12)J/μm.该研究对纳米压痕力学性能、估计晶粒内残余应力等研究有一定的参考价值.

阿尔金地区锂铍稀有金属找矿进展及成矿远景分析

锂铍稀有金属是推动现代工业革命和高新技术发展的重要物质基础,其安全的供应关系到我国战略性新兴产业的发展。2014年新疆地矿局第三地质大队在阿尔金地区首次发现吐格曼铍矿,发现评价了瓦石峡南、阿亚克、库木萨依、塔什达坂等4个大-超大型锂铍稀有金属矿田,实现了我国锂资源在新区域的重大找矿突破。厘定长300 km,宽10~35 km的阿尔金锂铍稀有金属成矿带,初步估算潜在氧化锂资源量300×10^(4)t,有望成为一个国家级锂铍大型资源基地。在以往锂铍稀有金属矿勘查、研究的基础上,揭示该地区伟晶岩型锂铍稀有金属成矿远景,为下一步找矿和勘查部署提供有力支撑。

花岗质岩浆‒热液过渡阶段成矿响应及其岩石学记录

开展铜、锂和铍等关键金属的迁移富集机制与规律研究对于理解斑岩型和伟晶岩型矿床的成因具有重要意义。目前,大多数研究集中在岩浆形成到热液析出的“两端”演化过程,而岩石的后期热液蚀变是流体活动最活跃的时期,会强烈改造前期的成矿过程,导致难以识别岩浆向热液转换阶段的成矿流体演化特征。近来,研究发现花岗质岩浆在岩浆‒热液过渡阶段存在熔体与热液流体共生的岩石学记录:斑岩型矿床成矿体系中保存的含矿岩墙/脉、富铜钼的“岩浆‒流体”囊状体、“羽丝状”含矿细晶岩脉群、蠕虫状石英斑晶中保留的熔体‒流体包裹体;伟晶岩型矿床成矿体系中保存的单向固结的石英脉和细晶岩、晶洞构造和文象结构等。这些岩石学证据有效记录了成矿流体从岩浆到热液演化过程中同源固相与流体相之间的平衡控制过程,以及成矿元素的溶解和富集行为:(1)岩浆‒热液过渡阶段形成的“羽丝状”含铜细晶岩脉群,表明在较高的温度(523~613)℃条件下,熔体和流体存在相分离;(2)岩浆‒热液过渡阶段形成的熔流体混合相是亲铜元素由岩浆迁移进入热液的保障,可能代表了运移成矿元素介质的性质;(3)在岩浆‒热液过渡阶段,晶洞中石英的阴极发光(CL)图像揭示了多期环带结构,不同环带的O同位素均显示来源于岩浆阶段,可能与同一岩浆房中存在成矿流体多次出溶相关;(4)岩浆‒热液过渡阶段分离出的碱性金属元素/挥发性组分(如H2O、F、B和Cl)进一步促进了伟晶岩型矿床中Li、Be等成矿金属的富集和迁移;(5)岩浆‒热液过渡阶段形成的特殊含矿结构(如文象结构)是伟晶岩型Be矿床的有效找矿标志。在岩浆‒热液过渡阶段形成的岩石学证据虽然受到后续热液的强烈改造,但是仍能保存部分重要的成矿学信息,剖析该阶段成矿作用有助于了解花岗质成矿岩浆完整的岩浆‒热液流体的演化过程。

阿尔金山杨达什克南稀有金属矿地质特征及找矿方向分析

阿尔金山东段杨达什克南稀有金属矿是2023年通过综合研究,对比阿中地块北缘其他锂铍矿床,于阿尔金锂铍等稀有金属矿成矿带新发现的矿床之一。通过研究以往工作的一线资料以及对矿区矿床成因、物化探异常等特征分析,结合研究区内矿床矿体特征、成矿带其他大中小型锂铍矿床,分析并总结杨达什克南锂铍等稀有金属矿矿区内的成矿地质特征,为确定矿区下一步找矿工作提供方向。

滇西那俄花岗伟晶岩型铍矿床矿石矿物的元素组成特征及其成矿意义

滇西那俄铍矿床是近年评价的小型稀有金属矿床,矿体主要为石榴子石钠长石化花岗伟晶岩脉,赋存于二长花岗岩中。矿体长100~1150 m,厚度0.43~3.70 m,w(BeO)为0.007%~1.790%,w(Ta_(2)O_(5))为0.0032%~0.0533%,w(Rb_(2)O)为0.041%~0.317%。有用组分以铍矿为主,共伴生钽、铷矿;少数矿石以钽矿为主,共伴生铍、铷矿。矿石矿物以绿柱石、铌钽铁矿、白云母、钾长石为主,区内最明显的找矿标志是含绿柱石伟晶岩,其次是含石榴子石钠长石化伟晶岩。电子探针分析显示:绿柱石属于无碱绿柱石-低碱绿柱石,分子式为Be_(2.8928~2.9481)AI_(1.9766~2.0225)Si_(6)O_(18);云母中w(Li_(2)O)为0.5001%~2.4279%,w(Rb_(2)O)为0.7303%~2.3042%,属白云母—多硅白云母—富锂多硅白云母;钾长石中含有较高的w(Rb_(2)O),为0.4861%~1.0334%,分子式为K_(0.8932~0.9713)[Al_(1.0013~1.0151)Si_(2.9809~2.9990)O_(8)];石榴子石能谱谱系以发育Mn、Fe双峰为特征,以锰铝榴石(Spe)和铁铝榴石(Alm)为主,锰铝榴石体积分数达67.02%~69.07%,属岩浆成因锰铝榴石。本区Be元素主要赋存于绿柱石中,Rb元素赋存于钾长石和白云母中,Li元素赋存于白云母—多硅白云母—富锂多硅白云母中。白云母和绿柱石成分显示那俄地区花岗质岩浆初始Li并不富集,在伟晶岩演化晚期岩浆中高度富集F-Li流体活动是该地区稀有金属异常富集的重要因素。

硬岩型锂-铍-铌-钽资源工艺矿物学评价指标体系

锂-铍-铌-钽是重要的关键金属矿产资源,其矿石矿物“稀”、“伴”和“细”的特征决定了一些锂、铍、铌、钽矿床在开采利用上有较大难度,需要加强工艺矿物学研究。除了品位和储量,还要考虑矿石的可选性指标,才能对矿床工业价值进行准确评价。本文在基于锂铍铌钽矿床成矿规律及典型矿床研究的基础上,尝试从工艺矿物学角度提出一套综合性评价锂-铍-铌-钽矿产资源的指标体系。具体内容包括矿床类型、矿石品位、主要工业矿物、主要矿物组成、主要目的组分的平衡配分、矿石结构构造,目的矿物工艺粒度、目的矿物嵌布特征、可综合利用矿物或伴生/共生组分、杂质元素/有害元素。通过矿床实例对不同类型锂-铍-铌-钽矿床的评价指标进行了简要评述,影响伟晶岩型、花岗岩锂矿和铍矿价值的主要矿物学指标是“主要工业矿物”和“主要目的组分的平衡配分”及“目的矿物工艺粒度”,影响黏土型/沉积岩型锂矿价值的主要因素是锂的赋存状态,影响火山岩型铍矿价值的主要矿物学指标有“主要工业矿物”、“目的矿物的工艺粒度”和“目的矿物嵌布特征”,影响碱性岩型和矽卡岩型铍矿价值的主要矿物学因素是“主要工业矿物”、“主要目的组分的平衡配分”和“目的矿物嵌布特征”,影响伟晶岩型和花岗岩型铌钽矿的主要因素是“目的矿物工艺粒度”,影响碳酸岩型和碱性岩型铌钽矿的主要因素是“主要工业矿物”和“目的矿物工艺粒度”。应用矿物学评价指标体系时应注意,对于不同类型的矿床,不同矿物学指标的权重有所不同,需要具体矿床具体分析。

引力波伽马射线暴探测用大尺寸溴化镧晶体封装件的制备及性能研究

本文采用改进的坩埚下降法生长了∅76 mm×76 mm的以氯化铈(CeCl 3)为掺质的溴化镧(LaBr 3)晶体。该晶体经切割、研磨加工、封装制成超薄铍(Be)金属LaBr 3晶体防潮封装件,封装件的晶体尺寸为∅76 mm×15 mm,入射窗选用200μm厚的Be金属片,当入射能量为5.9 keV时能量分辨率为55%。对封装件依次开展力学(1000 g冲击、14.12 g随机振动)、热真空(-40~+50℃、≤1.3×10^(-3)Pa)、辐照(160 krad剂量60 Co辐照)试验,并对试验前后封装件进行闪烁性能表征。结果表明,试验前后晶体外观无肉眼可见变化,662 keV的能量分辨率由5.30%变至4.89%,光输出损失0.2%。

国内外铍及含铍材料的研究进展

综述近20年来国外铍及含铍材料的研究进展,主要包括铍的冶金制备、铍合金、铍和氧化镀金属基复合材料、铍金属间化合物等。概括我国在铍材料方面取得的研究与生产技术进展,以及与国外研发水平的差距。并展望未来10年我国铍及含铍材料需要重点发展的新材料以及突破的关键技术。

全球铍资源分布及供需格局

全球铍矿产资源丰富,每个地区均有分布。数据显示,全球铍资源储量总计48.1万t,按照已经探明的铍矿产资源排序(从多到少)为:美国、巴西、俄罗斯、印度、中国、阿根廷。目前世界上只有美国、俄罗斯和中国具有工业规模的从铍矿石开采、提取冶金到铍金属及合金加工的完整铍工业体系。铍资源供应集中度很高,50%以上的铍资源由美国供应。2015年世界矿产铍产量(折合金属量)为349t。继2008年金融危机之后,铍产量出现快速增长,从2009年的145t增长至2014年的345t。从产品消费来看,2008年美国矿产铍消费量为218t,此后快速增加至2010年的456t,之后消费增速大幅放缓,2016年消费量下降到200t。目前我国境外资源供应连续性得不到保障,资源安全形势不容乐观。

川西花岗-伟晶岩型锂矿科学钻探:科学问题和科学意义

松潘-甘孜造山带是一条锂-铍-钽稀有元素超常富集的地带。针对锂矿资源上游勘探开发的瓶颈,实施川西锂矿3000m科学钻探,穿过变质岩、伟晶岩和花岗岩,建立多学科地壳锂柱。围绕"花岗-伟晶岩型锂矿的构造成因"、"与锂矿有关的花岗岩属性和成因类型"、"花岗岩与伟晶岩的关系及分异作用"、"稀有金属的"源-运-储-剥"过程"、"变形-变质-岩浆-成矿的造山过程:从热量耗损到锂的富集",以及"含稀有元素极端条件下微生物的特异性、多样性及与深度关系"等关键科学问题,实现为锂矿的找矿突破提供构造背景、制约要素、参考数据和科学依据,为找矿远景预测靶区提供科学标志,并力图建立创新性锂矿成因理论,具有重要的科学意义和应用价值。

铍的YAG激光焊接裂纹敏感性研究

分析了激光焊接时为克服焊接裂纹所采取的焊前预热、短焦距焊接及焊接工艺参数等因素对裂纹敏感性的影响。结果表明:选择合适的焊接参数可减少裂纹的产生,但其作用有限,还不能从根本上消除裂纹。焊前预热及焊后缓冷对抑制裂纹作用显著,且随着预热温度提高裂纹率呈下降趋势。此外焊接中减少铍的熔化量对减少裂纹亦发挥了重要作用。

高频加热红外吸收法测定铍中碳量

对影响高频加热红外吸收法测定金属铍中碳的多种因素进行了研究,重点考察了钨锡粒、钨粒+铜粒等助熔剂对铍粉中碳释放的影响。结果表明,当铍粉称样量为100mg时,加入1.8g的钨锡粒助熔剂,可使铍粉中的碳释放完全。当铍粉碳含量为800μg/g左右时,方法的相对标准偏差小于4.0%,碳的加标回收率为98%～102%。

我国稀有金属资源现状分析

我国是稀有稀土金属资源储量丰富的国家,但部分稀有金属资源现状并不理想,随着高新科技的发展,稀有金属消耗量大增,每年都不得不从国外大量进口稀有金属精矿,因此加强稀有金属找矿,提高矿山采矿水平是当前必须解决的问题。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定非贵金属齿科材料中痕量铍和镉

提出了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定非贵金属齿科材料镍铬合金、钴铬合金及钛合金中痕量镉和铍。用盐酸-硝酸-氢氟酸混合酸溶解试样,使用基体匹配法消除基体的干扰。镉和铍的质量浓度在1.0 mg·L-1以内均与其发射强度呈线性关系,检出限(3s)在0.000 6~0.014mg·L-1之间。方法用于非贵金属齿科材料样品的分析,加标回收率在97.0%~106%之间。

热等静压(HIP)技术在金属材料方面的应用

本文对北京’９９ 国际热等静压会议有关论文中提到的热等静压技术的新应用及新的研究动向进行了评述。文章共分四个部分， 即热等静压技术在钛合金、高温合金、铍材以及难熔金属等方面的应用。

多种酸溶矿ICP-AES测定稀有金属矿中锂铍铌钽锡

为了准确快速地测定不同样品中的锂、铍、铌、钽、锡含量,采用HCl-HNO_3-HClO_4-HF混合酸消解试样,采用经研究效果较好的介质酒石酸-稀盐酸-H_2O_2定容,用ICP-AES测定稀有金属矿中的锂、铍、铌、钽、锡等元素。所加试剂引起的干扰通过空白实验予以消除。锂、铍、铌、钽、锡谱线原子发射强度与P(Li)的在0~20μg·mL^(-1)、P(Be)的在0~10μg·mL^(-1)、P(Nb)和P(Ta)的在0~5μg·mL^(-1)、P(Sn)的在0~1μg·mL^(-1)范围内呈良好的线性关系,相关系数R分别为1.0000、0.99999、0.9998、0.9997和0.9977。检出限分别为1.0μg·g^(-1)、0.5μg·g^(-1)、2.5μg·g^(-1)、5μg·g^(-1)、0.012μg·g^(-1),方法用于稀有金属矿中锂、铍、铌、钽、锡的分析,相对标准偏差(RSD,n=11)在1.22%~6.01%,加标回收率在95.6%~106%;用于标准样品分析,测定值与认定值相符。方法快速、准确,适合大批量稀有金属矿样品的分析测试。